热电材料表面负载Ca2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+长余辉发光材料的制备方法与流程

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种热电材料表面负载ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料的制备方法。

背景技术：

长余辉发光材料是一种经外部光源照射后，能在很长一段时间内持续发光的节能环保材料。ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料发绿色光，余辉时间在20h以上，发光性能优良，但其发光性能离大规模应用还存在一定的差距。目前，发光性能较好的制备方法为高温固相法，而采用高温固相法制备的长余辉发光材料在粉体的制备过程中，容易对这些能量较高的表面造成破坏，从而使发光性能降低幅度比较大，进一步限制了其应用的领域。在ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料中发光中心是eu²⁺，电子陷阱和空穴陷阱会捕获发光中心受光激发后产生的电子和空穴，在热扰动的作用下陷阱捕获的电子以及空穴回到发光中心复合产生长余辉现象。转移光生电子可以促进光生电子和空穴的分离，使更多的电子和空穴被陷阱捕获，提高其发光性能。对ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料进行表面改性，提高其发光性能是解决上述问题的一种方法。但目前还没有关于ca3co4o9热电材料表面负载ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料提高其发光性能的报道。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种热电材料表面负载ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料的制备方法，解决了现有长余辉发光材料发光性能不够理想的问题。

本发明所采用的技术方案是，热电材料表面负载ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将硝酸钙、硝酸钴加入水中混合，并搅拌均匀；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.5-0.8，再加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，调节ph值至3-10，混合均匀后在空气中静置、烘干，使其缓慢发生水解、缩聚反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶充分干燥，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在烧结炉中烧结，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

优选地，步骤1所述硝酸钙和硝酸钴摩尔比为3:4，加入水中后硝酸根离子摩尔浓度为0.005-0.1mol/l。

优选地，步骤2所述柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中后，柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.5-0.8。

优选地，步骤3所述凝胶充分干燥为在100-150℃下干燥10-15h。

优选地，所述烧结为，在600-1000℃下于烧结炉中烧结2-6h。

本发明的原理是，热电材料能够利用材料的seebeck效应、peltier效应和thomson效应，实现热、电能之间的直接转化，以电子或空穴作为介质，可以在全固态的条件下，直接完成转化过程。通过热电颗粒与ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺进行有效接触，使热电颗粒自由吸附在发光材料表面，得到热电-长余辉发光复合材料，提高光生电子和空穴的迁移率，同时为发光材料提供电子或空穴，有效促进发光性能的提高。

本发明的有益效果是，采用光还原法获得ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺，用于提高其长余辉发光性能，该制备方法简单可行，同时整个反应过程仅需烧杯等普通的玻璃仪器，设备要求低(烘箱和紫外灯即可)，具有易于大批量合成等优点，操作性强，合成工艺简单，便于工业化大规模生产，制备的材料具有较高的长余辉发光性能，有望产生良好的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺与未负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺的吸收曲线图；

图2是本发明ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺与未负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺的余辉曲线图；

图3是本发明ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺扫描电镜图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施方式。

本发明ca3co4o9热电材料表面负载ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺提高其长余辉发光性能的方法是，将ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺吸附一层ca3co4o9热电材料，经高温煅烧后生成负载于ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺的ca3co4o9，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺长余辉发光材料。

具体按照以下步骤实施：

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.005-0.1mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.5-0.8，再加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至3-10，用磁力搅拌器搅拌30-40min，混合均匀后在空气中静置6-10h，然后置于80-100℃的烘箱内烘干5-8h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在100-150℃下干燥10-15h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在600-1000℃下于箱式烧结炉中烧结2-6h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

将本发明ca3co4o9热电材料表面负载的发光粉与未负载的发光粉进行对比，由图1的吸收曲线图，从图中可以看出，发光粉经ca3co4o9热电材料表面负载后吸收度明显增强；由图2的余辉曲线图可以看出，发光粉经ca3co4o9热电材料表面负载后余辉性能明显增强，初始亮度提高4倍以上，慢衰减过程亮度提高2倍以上。

图3是本发明ca3co4o9热电材料表面负载发光粉的扫描电镜(sem)，从图中可以看出发光粉表面沉积分散的ca3co4o9热电材料。

以下为本发明发光材料的具体制备实施例，实施例中的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉通过市售或实验室制备获得，制备方法可采用高温固相法，其颗粒大小为10-500微米。

实施例1

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.005mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.5，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至3，用磁力搅拌器搅拌30min，混合均匀后在空气中静置6h，然后置于80℃的烘箱内烘干8h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在100℃下干燥15h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在600℃下于箱式烧结炉中烧结6h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

实施例2

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.006mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.6，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至4，用磁力搅拌器搅拌30min，混合均匀后在空气中静置8h，然后置于90℃的烘箱内烘干7h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在120℃下干燥12h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在800℃下于箱式烧结炉中烧结5h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

实施例3

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.008mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.6，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至5，用磁力搅拌器搅拌35min，混合均匀后在空气中静置7h，然后置于85℃的烘箱内烘干7h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在130℃下干燥11h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在800℃下于箱式烧结炉中烧结5h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

实施例4

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.6mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.7，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至6，用磁力搅拌器搅拌40min，混合均匀后在空气中静置8h，然后置于90℃的烘箱内烘干6h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在120℃下干燥15h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在800℃下于箱式烧结炉中烧结4h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

实施例5

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.08mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.7，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至8，用磁力搅拌器搅拌40min，混合均匀后在空气中静置10h，然后置于100℃的烘箱内烘干8h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在140℃下干燥13h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在900℃下于箱式烧结炉中烧结3h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。

实施例6

步骤1，将分析纯硝酸钙，硝酸钴以摩尔比3:4加入水中混合，并搅拌均匀，形成硝酸根离子摩尔浓度为0.1mol/l的溶液；

步骤2，将柠檬酸溶液加入步骤1的溶液中，使柠檬酸根离子与硝酸根离子的摩尔比为0.8，再分别加入sr2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉，使发光粉淹没即可，继续搅拌直至形成均匀溶液，使溶液淹没发光粉，用硝酸或氨水调节ph值至10，用磁力搅拌器搅拌40min，混合均匀后在空气中静置10h，然后置于100℃的烘箱内烘干5h，使其缓慢发生水解、缩聚等反应，形成具有网络结构的凝胶；

步骤3，将凝胶在150℃下干燥10h，形成蓬松的干凝胶，然后将干凝胶在1000℃下于箱式烧结炉中烧结2h，得到ca3co4o9热电材料表面负载的ca2mgsi2o7：eu²⁺，dy³⁺发光粉。